DE4407691A1 - Stellglied zum Einstellen von zumindest der relativen Drehwinkellage und der axialen Lage eines Drehelements, z.B. einer Walze in einer Druckmaschine - Google Patents

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Stellglied zum Einstellen von zumindest der relativen Drehwinkellage und der axialen Lage eines Drehelements, z. B. einer Walze in einer Druckmaschine, umfassend einen im Verhältnis zu einem Maschinengestell drehbaren Achszapfen, mit dem über eine Keilwelle ein Zahnrad verbunden ist, das mit einem an­ treibenden, stationären Zahnrad in Eingriff steht und mit Mitteln verbunden ist, um bei axialer Versetzung desselben den Achszapfen zu drehen und somit die relative Drehwinkel­ lage des Drehelements zu verstellen, gleichzeitig wie eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Zahnrad und dem Achszapfen aufrechterhalten ist, wobei das Stellglied ein zumindest ein Außengewinde aufweisendes Schrauben­ element umfaßt, das drehbar ist und mit einem entsprechen­ den Innengewinde in einem hauptsächlich stationären Halter im Eingriff steht, um beim Drehen im Verhältnis zum Innen­ gewinde in axiale Bewegung versetzt zu werden, wodurch das Drehelement in eine gewünschte Axialeinstellungslage ver­ setzt wird, wobei das Schraubenelement von einer Mitnehmer­ hülse umschlossen ist, welche ein mit einem Außengewinde im Eingriff stehendes Innengewinde aufweist und mit einem Steuerglied zusammenwirkt, das dazu dient, einerseits die Hülse aktiv zu drehen und somit diese in axiale Bewegung zu versetzen, wodurch die genannte axiale Versetzung des Zahn­ rads erzielt wird, während die relative Drehwinkellage des Drehelements verstellt wird, und andererseits die Hülse in einer gegebenen Drehwinkellage festzuhalten.

Stand der Technik

Wenn ein Stellglied der oben angegebenen Art in einer Druckmaschine verwendet wird, besteht das Drehelement ge­ wöhnlich aus einer Farbübertragwalze, die mit einer oder mehreren Druckplatten versehen ist und mit einer gummi­ beschichteten Walze zusammenwirkt, auf welche Farbe von der ersten Walze übertragen und auf eine vorbei laufende Bahn, normalerweise eine Papierbahn, abgegeben wird. In Offset­ maschinen sind mehrere solche Walzenpaare enthaltend die jeweils verschiedene Farben (in der Regel wenigstens vier) auf die vorbeilaufende Bahn abgeben. Hierbei ist es äußerst wichtig, daß die verschiedenen Farbübertragwalzen und die dazugehörigen Druckplatten in korrekten, sehr präzisen Lagen im Verhältnis zueinander eingestellt sind, denn ansonsten wird der auf die Bahn abgegebene Druck nicht distinkt. In der Praxis werden Fehleinstellungen von mehr als einigen hundertstel Millimeter nicht toleriert. Deshalb muß die Lage der Farbübertrag- oder Druckplattenwalze in drei verschiedenen Beziehungen eingestellt werden können, und zwar:

A. In axialer Richtung, d. h. quer zur Bewegungsrichtung der Papierbahn, um zu gewährleisten, daß sich analoge Druck­ platten genau in einer Linie nacheinander befinden. Diese Einstellung wird in Fachkreisen Seitenregister genannt.

B. Einstellung der relativen Drehwinkellage der Walze, um Übereinstimmung zwischen den verschiedenen Drucken in der Längsrichtung der Bahn gesehen zu gewährleisten. Diese Ein­ stellung wird Längs- oder Umfangsregister genannt.

C. Schwenken der Achse, um zu gewährleisten, daß die Drucke auf die Bahn abgegeben werden, ohne im Verhältnis zueinander verdreht zu sein. Diese Einstellung wird in Fachkreisen "Cocking" genannt.

In diesem Zusammenhang sei erwähnt, daß nur die mit Druckplatten versehene Walze die drei oben genannten Frei­ heitsgrade hat, während die zusammenwirkende Gummiwalze im Maschinengestell stationär gelagert ist. Es sei ferner er­ wähnt, daß die mit Druckplatten versehene Walze von der Gummiwalze soll entfernt werden können, wenn die Maschine abgestellt wird, beispielsweise bei Papierbruch oder beim Wechsel der Druckplatten.

Diese Technik umfaßt eine Menge verschiedener Stell­ glieder zum Einstellen der Lage der obengenannten Farbüber­ tragwalze. Zwei ältere, manuell arbeitende Stellglieder sind durch die US 2 425 914 und US 3 505 953 bekannt. Fer­ ner ist durch die W091/16201 ein Stellglied bekannt, das vor allem dazu dient, die mit der oben erwähnten Einstel­ lung C, d. h. der Cocking-Bewegung, verbundenen Probleme zu lösen. Diese Schrift macht die Schwierigkeiten klar, die gerade mit der Cocking-Bewegung verknüpft sind.

Schließlich ist durch die EP 0 262 298 ein Stellglied der eingangs erwähnten Art bekannt. Die hauptsächliche Auf­ gabe dieses Stellglieds liegt darin, die Einstellung der axialen Lage und der relativen Drehwinkellage der Druck­ plattenwalze zu erzielen. Obwohl dieses bekannte Stellglied den Vorteil hat, daß es im Betrieb eine Verstellung der Lage ermöglicht, ist es mit einer Anzahl in der Praxis lästiger Unannehmlichkeiten verknüpft. Als Betätigungsglied für die Mitnehmerhülse, die die Verstellung der relativen Drehwinkellage der Walze einzuleiten hat, wird somit eine gerade Zahnstange verwendet, die mit einem Zahnring an der Außenseite der Hülse in Eingriff steht und durch einen Linearmotor hin und her verschiebbar ist. Der Zahnring ist hierbei direkt an der verhältnismäßig dünnen Hülse ange­ bracht und hat somit einen verhältnismäßig kleinen Durch­ messer. Wenn deshalb die Kraft der hin- und herbeweglichen Zahnstange auf die Hülse übertragen wird, wird diese erheb­ lichen Seiten- oder Tangentialkräften ausgesetzt, die dazu neigen, das verhältnismäßig schwache Schraubenelement zu biegen, längs welches die Hülse zu versetzen ist. Weil das Außengewinde des Schraubenelements mit sehr geringen Tole­ ranzen und kleiner Steigung ausgeführt ist und mit feinem Sitz in die jeweiligen Innengewinde sowohl in der Mit­ nehmerhülse als auch in einer Buchse im dazugehörigen sta­ tionären Halter paßt, bedeuten auch relativ mäßige Biege­ beanspruchungen des Schraubenelements, daß dieses dazu neigt, beim Verschrauben relativ zur Buchse und beim Ver­ schrauben der Hülse relativ zum Schraubenelement zu klem­ men. Schlimmstenfalls kann das Schraubenelement sogar in der dazugehörigen Buchse steckenbleiben. Ein weiterer Nach­ teil des Stellglieds gemäß der EP 0 262 298 ist, daß das von der Gewindebuchse abgewandte, freie Ende des Schrauben­ elements in einem Lager angebracht ist, das sich in einem Hohlraum im freien Ende des Walzenachszapfens befindet. Somit ist kein Freiheitsgrad oder Spielraum in radialer Richtung zwischen dem Achszapfen und dem freien Ende des Schraubenelements vorhanden, d. h. es besteht die Gefahr, daß das Schraubenelement auch Biege- oder Verformungs­ kräften ausgesetzt wird, wenn sich der Achszapfen bei der oben erwähnten Cocking-Bewegung und beim Entfernen der Druckplattenwalze von der Gummiwalze in radialer Richtung bewegt.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung zielt darauf hin, die oben genannten Nachteile des durch die EP 0 262 298 bekannten Stellglieds zu beseitigen und ein Stellglied zu schaffen, bei dem sich sämtliche Verschraubungs- oder Drehbewegungen zwischen dem Schraubenelement und den mit diesem zusammen­ wirkenden Außengewinden geschmeidig durchführen lassen, und zwar ohne Gefahr des Klemmens, unabhängig davon, ob die genannten Verstellungen der Lage jede für sich oder gleich­ zeitig durchgeführt werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Hauptaufgabe zugrunde, ein Stellglied zu schaffen, bei dem das Steuerglied für die Mitnehmerhülse auf diese keine Seiten- oder Tangentialkräfte aufbringt und somit auch nicht auf das Schraubenelement Biegekräfte aufbringt. Der Erfindung liegt die weitere Aufgabe zugrunde, ein Stell­ glied zu schaffen, das einfach, kompakt und preiswert her­ zustellen ist. Noch eine Aufgabe liegt darin, ein Stell­ glied zu schaffen, bei dem der Achszapfen und das Schrau­ benelement in radialer Richtung relativ zueinander frei bewegbar sind, um Biegebeanspruchungen des Schraubenele­ ments beim Verstellen der Walze zwischen verschiedenen Cocking-Einstellungen bzw. im Zusammenhang mit dem Ent­ fernen der Druckplattenwalze von der dazugehörigen Gummi­ walze zu vermeiden.

Zumindest die Hauptaufgabe der Erfindung wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale erzielt.

Kurze Beschreibung der beigefügten Zeichnungen

Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Ansicht, teilweise im Querschnitt, des erfindungsmäßigen Stell­ glieds in einer ersten Ausführungsform mit kegeligen Zahnrädern,

Fig. 2 einen vergrößerten Teil der Ansicht in Fig. 1, wobei wichtige Bestandteile der Erfindung näher gezeigt sind,

Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine noch stärkere Vergrößerung eines Ab­ schnitts des in Fig. 2 gezeigten Stellglieds,

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V in Fig. 1,

Fig. 6 und 7 schematische Ansichten eines im Stellglied enthaltenen Mechanismus zur Festlegung der beiden Endlagen der Mitnehmerhülse,

Fig. 8 eine Fig. 1 entsprechende Ansicht einer alternativen Ausführungsform des erfindungs­ mäßigen Stellglieds mit Zahnrädern mit ge­ raden Zähnen und einer kegeligen Keilwelle und

Fig. 9-11 Fig. 2-4 entsprechende Figuren, die die alternative Ausführungsform in Fig. 8 veran­ schaulichen.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung

Fig. 1 zeigt ein allgemein mit 1 bezeichnetes Drehele­ ment in Form einer in einer Druckmaschine enthaltenen, mit Druckplatten versehenen Walze (oder eines Zylinders), die an ihren beiden entgegengesetzten Enden jeweils einen vor­ stehenden Achszapfen 2 aufweist. Die Walze ist im Verhältnis zu einem Maschinengestell 3 drehbar gelagert, und zwar über ein Lager 4. Obwohl dieses Lager der Einfachheit halber in Fig. 1 nur schematisch angedeutet ist, kann es in der Praxis vorzugsweise von dem in der WO91/16201 näher be­ schriebenen Exzentertyp sein. Dieses Lager gestattet eine Seiten- oder Radialversetzung der Walze, damit diese von einer nicht gezeigten, zusammenwirkenden festen Gummiwalze entfernt bzw. dieser Walze genähert werden kann. Mit 5 ist ein Gestellteil allgemein bezeichnet, der starr mit dem Maschinengestell 3 verbunden ist. In der Praxis kann dieser Gestellteil die Form eines Gehäuses von Kegelstumpfform haben etwa wie in der W091/16201 beschrieben. In der ge­ zeigten Ausführungsform umfaßt der Gestellteil 5 ein besonderes Montageelement 6, das eine Spitzenaufhängung mit zwei Zapfen 7, 7′ aufweist, welche ein Schwenken zweier unten näher beschriebener Getriebegehäuse 31, 33 gestatten, und zwar in einem gewissen, jedoch äußerst kleinen Winkel zum Gestellteil 5. Es ist zu beachten, daß diese Getriebe­ gehäuse 31, 33 in Richtung der Achse 8 unverrückbar sind, um welche die Walze drehbar ist. Ferner sind sie in radia­ ler Richtung zur Achse 8 unverrückbar.

Mit dem Achszapfen 2 ist ein in seiner Ganzheit mit 9 bezeichnetes Zahnrad verbunden, und zwar über eine Keilwelle 10, die eine axiale Versetzung des Zahnrads 9 im Verhältnis zum Achszapfen gestattet, während eine drehmomentübertra­ gende Verbindung zwischen dem Zahnrad und dem Achszapfen aufrechterhalten wird. An seinem Umfang weist das Zahnrad 9 einen Zahnkranz 11 auf, wobei in diesem Falle vorgesehen ist, daß die Zähne in bekannter Weise kegelig (z. B. 10-15° relativ zur Axialrichtung) sind und mit entsprechend kege­ ligen Zähnen eines antreibenden Zahnrads 12 zusammenwirken. Wegen der Kegelform der Zähne kann die relative Drehwinkel­ lage der Walze 1 durch axiale Versetzung des Zahnrads 9 verstellt werden. Obwohl die Zahnräder 9, 12 in der ge­ zeigten Ausführungsform kegelige Zähne aufweisen, gleich­ zeitig wie die Nuten und Federn der Keilwelle 10 gerade sind und sich axial erstrecken, ist auch die umgekehrte Ausführungsform möglich. Somit können die Zähne der beiden Zahnräder 9, 12 gerade sein, gleichzeitig wie die Nuten und Federn der Keilwelle kegelig oder bogenförmig sind, um bei axialer Versetzung des Zahnrads 9 die angestrebte rela­ tive Drehung des Achszapfens und der Walze zu erzeugen. Das Zahnrad 9 geht am Innenteil in einem rohrförmigen Abschnitt 9′ über, der am einen Ende über eine Schraubverbindung 13 mit einem als Halterung für ein Lager 14 dienenden Ver­ längerungskragen 15 verbunden ist. Innerhalb des Lagers 14, das ein Kugellager ist, befindet sich eine Mitnehmerhülse 16, die ein mit 17 bezeichnetes Schraubenelement voll­ ständig umschließt, das in diesem Falle ein Außen­ gewinde 18 aufweist. Das Gewinde 18 steht mit einem ent­ sprechenden Innengewinde 19 (s. auch Fig. 2 und 4) auf der Innenseite eines Durchgangslochs in einem zum Getriebe­ gehäuse 33 gehörenden Teil 33′ in Eingriff.

Soweit wie das auf den Zeichnungen veranschaulichte Stellglied bisher beschrieben worden ist, ist es in allem wesentlichen in erster Linie durch die EP 0 262 298 und teilweise auch durch die W091/16201 bekannt.

Als Steuerglied zum Drehen der Mitnehmerhülse 16 ist statt einer hin- und herbeweglichen Zahnstange gemäß der EP 0 262 298 eine das Schraubenelement 17 umschließende Abdeckung 20 (s. Fig. 2) angeordnet, die einen außenwandigen Zahnkranz 21 aufweist und über eine zweite Keilwelle 22 mit der Hülse 16 in Verbindung steht, wobei die Abdeckung re­ lativ zum genannten Teil 33′ über ein Lager 23 drehbar ist, das vorgesehen ist, um jede auf die Abdeckung aufgebrachte Seiten- oder Radialkraft aufzunehmen und somit zu gewähr­ leisten, daß auf die Hülse 16 beim Drehen relativ zum Schraubenelement nur ein reines Drehmoment aufgebracht wird. Wie aus Fig. 2 klar ersichtlich, ist die Abdeckung 20 aus einem ersten ringförmigen Scheibenteil 24, an dessen Außenumfang der Zahnkranz 21 angeordnet ist, und einem zweiten ringförmigen Scheibenteil 25 zusammengesetzt, der über einen hauptsächlich rohrförmigen Ringflansch 26 mit dem ersten Scheibenteil 24 verbunden ist, wobei der Ring­ flansch in axialer Richtung die beiden Scheibenteile 24 und 25 voneinander trennen. Auf der Innenseite eines mittigen Lochs im zweiten Scheibenteil 25 ist eine Anzahl Zähne 27 ausgebildet, die in eine entsprechende Anzahl axial sich erstreckender Rillen in der Hülse 16 eingreift, womit die Keilwelle 22 gebildet wird. Von der Innenseite des Teils 33′ ragt ein rohrförmiger Flansch 28 vor. Das Lager 23, das vorzugsweise ein Radialkugellager ist, ist im Bereich zwischen der Abdeckung 20 und dem Rohrflansch 28 angeordnet, und zwar so, daß sich der Zahnkranz 21 der Ab­ deckung und das Lager 23 in einer gemeinsamen, sich quer zur Drehachse 8 erstreckenden Ebene befinden. Obwohl es an sich denkbar ist, die Abdeckung 20 in einem einzigen Stück auszubilden, ist sie hier in zwei durch Schrauben 26′ mit­ einander verbundene Einheiten geteilt.

Die Abdeckung 20 wird in diesem Falle mittels eines Zahnrads 29 an einer Abtriebswelle 30 von einem Getriebe 31 angetrieben, an welches ein Motor 23, beispielsweise ein Elektromotor, gekoppelt ist. In analoger Weise wird das Schraubenelement 17 durch ein Getriebe 33 und einen dazu­ gehörigen Motor 34 gedreht. Das letztgenannte Getriebe 33 sollte in der Praxis ein sehr hohes Übersetzungsverhältnis haben, z. B. 100 : 1 oder höher, um bei hoher Axialbelastung auch sehr geringe Drehbewegungen des Schraubenelements 17 zu ermöglichen (bei dem beispielhaften Übersetzungsver­ hältnis macht das Schraubenelement 17 1/100 Umdrehung, wenn die Achse des Motors 1 Umdrehung macht). Das Getriebe 33 und/oder der Motor 34 sollten mit Mitteln verbunden sein, um das Schraubenelement 17 im inaktiven Zustand still­ stehend zu halten. Diese Funktion kann erzielt werden, da­ durch, daß das Getriebe 33 selbsthemmend ausgeführt wird, oder dadurch, daß ein Schrittmotor, der in Ruhe mit Er­ regerstrom gespeist wird, als Antriebsmotor 34 verwendet wird. Ferner kann die Motorachse oder eine andere Achse mit einer besonderen Bremse verbunden sein. Es ist auch mög­ lich, im Halter 6 eine bewegbare Bremsbacke aus elastischem Material niedriger Friktion, bespielsweise Nylon, in Ver­ bindung mit dem Schraubenelement 17 einzubauen. Diese Bremsbacke kann mittels einer im Halter 6 eingebauten Schraube o. dgl. gegen das Gewinde 18 des Schraubenelements angesetzt werden.

Obwohl zwei getrennte Motoren mit dazugehörigen Ge­ trieben in der gezeigten Ausführungsform vorkommen, ist es auch möglich, die Getriebe zusammenzubauen und sie durch einen gemeinsamen Motor anzutreiben, wobei das Wesentliche ist, daß das Schraubenelement 17 und das Zahnrad 29 unab­ hängig voneinander sollen angetrieben werden können.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Getriebe oder das Getriebegehäuse 33 an einem besonderen Grundteil 33′ ange­ bracht, mit dem der Drehzapfen 7 verbunden ist. In ähn­ licher Weise ist das Getriebegehäuse 31 an einem beson­ deren, mit dem Zapfen 7′ verbundenen Grundteil 31′ ange­ bracht, wobei die beiden Teile 33′ und 31′ über ein Zwischenstück 64 starr miteinander verbunden sind. Diese starre Verbindung gewährleistet, daß das Zahnrad 29 bei eventuellen Cocking-Bewegungen dem Schraubenelement 17 folgt. Obwohl die möglichen Schwenkbewegungen der Grund­ teile 33′, 31′ sehr klein sind (beispielsweise nur Bruch­ teile eines Grads), bedeutet diese Bewegungsmöglichkeit, daß sich das Schraubenelement 17 den Schwenkbewegungen der Walze 1 und des Achszapfens 2 im Zusammenhang mit veränder­ ter Cocking-Einstellung der Walze geschmeidig anpassen kann. Eine derartige Einstellung wird von einem am entge­ gengesetzten Ende der Walze 1 angeordneten Mechanismus bewirkt, beispielsweise von der in der W091/16201 be­ schriebenen Art. Dadurch, daß die Abdeckung 20 über das Lager 23 an einem Grundteil 33′ angebracht und von diesem getragen ist, welcher das Getriebe 33 trägt und mit dem Grundteil 31′ und dem dazugehörigen Zahnrad 29 und Schrau­ benelement 17 starr verbunden ist, wird auch die Abdeckung 20 den Schwenkbewegungen des Schraubenelements 17 folgen.

An seinem von der Antriebseinheit 33-34 abgewandten Ende ist das Schraubenelement 17 mit einer quergerichteten, ringförmigen Scheibe 35 in kräftiger Ausführung (s. Fig. 2) versehen. Diese Scheibe wird von einer am freien Ende des Schraubenelements angebrachten Distanzhülse 36 und Schraube 36′ festgehalten. Die Scheibe dient als Stütz- oder Lauf­ fläche für zwei Axialrollenlager 37, 37′, welche von einem zylinderförmigen Gehäuse 38 festgehalten sind, das mit einer Schraubverbindung 39 an der freien Stirnfläche 2′ des Achszapfens 2 fest angebracht ist. Im Bereich der Stütz­ scheibe 35 weist das Gehäuse auf der Innenseite seiner zylindrischen Wand eine rundumverlaufende Rille 40 auf, deren Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Stützscheibe. Somit entsteht zwischen dem Rillenboden und der Umfangsfläche der Stützscheibe ein ringförmiger Spiel­ raum, der gestattet, daß sich das Gehäuse in radialer Richtung relativ zum Schraubenelement bewegt, ohne daß auf dieses radiale Kräfte aufgebracht werden. In der Praxis sollte der genannte Spielraum eine radiale Ausdehnung in der Größenordnung 1-3 mm, vorzugsweise etwa 2 mm, haben. In diesem Zusammenhang sei auch erwähnt, daß ein ähn­ licher, ringförmiger Spielraum auch zwischen dem äußeren Laufring des als Kugellager ausgebildeten Lagers 14 und der Innenseite 41 der zylindrischen Wand des Verlängerungs­ kragens 15 vorhanden ist, damit sich auch der Kragen 15 in radialer Richtung bewegen kann, ohne auf die Hülse 16 offenbare radiale Kräfte aufzubringen.

Auch wenn es an sich möglich ist, die Mitnehmerhülse 16 mit einem Innengewinde auszubilden, das mit einem Außengewinde direkt am Schraubenelement 17 in der in der EP 0 262 298 gezeigten Weise in Eingriff steht, ist die Hülse in diesem Fall, wie am besten aus Fig. 4 hervorgeht, an einer stationären Zwischenhülse 42 angeordnet und mit einem Innengewinde 43 ausgeführt, das mit einem entsprechenden Außengewinde 44 auf der Außenseite der Zwischenhülse 42 in Eingriff steht. An ihrem der Antriebseinheit zugewandten Ende weist die Zwischenhülse einen ringförmigen Flansch 45 auf, der durch Schrauben 46 am Grundteil 33′ festgeschraubt ist. Die Mitnehmerhülse 16 ist an ihrem dem Achszapfen zu­ gewandten Ende durch einen Gewindeanschluß 48 mit einem Klemmring 47 verbunden. Es sei auch betont, daß die Zwischenhülse 42 einen nach innen von der Innenseite der Hülse sich erstreckenden Ringflansch 49 aufweist, dessen Innenseite mit einem zweiten Innengewinde 19′ ausgebildet ist, und zwar von derselben Art wie das Gewinde 19 im Grundteil 33′. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die Löcher 50 für die Befestigungsschrauben 46 Langlöcher, d. h. die Zwischenhülse 42 kann relativ zum Grundteil 33′ etwas gedreht werden, bevor die Schrauben 46 endgültig angezogen werden. In dieser Weise kann der Gewindesitz zwischen dem Außengewinde 18 und den Innengewinden 19, 19′ genau ein­ gestellt werden, was in der Praxis den Vorteil bringt, daß die Anforderungen an die Präzision der Gewinde im Zusammen­ hang mit der Herstellung reduziert werden können, was zu einer Senkung der Herstellungskosten führt. Die obenge­ nannte Bewegungsmöglichkeit gestattet auch ein Nachstellen des Gewindesitzes nach Abnutzung.

Funktion des erfindungsmäßigen Stellglieds

Bevor die Funktion der Erfindung näher beschrieben wird, sei erwähnt, daß die Walzen 1 einer Druckmaschine im Betrieb mit einer verhältnismäßig hohen Drehzahl zum Drehen gebracht werden, beispielsweise im Bereich von 500-700 Upm, und daß die eingangs erwähnten Einstellungen der Axial-, Drehwinkel- und Schwenklagen der Achsen (A, B bzw. C) sowohl im Betrieb als auch im Stillstand sollen durch­ geführt werden können.

Wenn die Axiallage der Walze 1 verstellt werden soll, wird das Schraubenelement 17 durch den Motor 34 und das dazugehörige Getriebe 33 zum Drehen gebracht. Durch den Eingriff des Außengewindes 18 mit den Innengewinden 19, 19′ wird diese Drehbewegung gleichzeitig in eine axiale Versetzung des Schraubenelements entweder nach rechts oder nach links auf der Zeichnung je nach der Drehrichtung um­ gesetzt. Durch die Stützscheibe 35 und eins der beiden im Gehäuse 38 angeordneten Axiallager 37, 37′ wird diese Axialbewegung des Schraubenelements auf den Achszapfen 2 und die Walze 1 übertragen, die somit in die gewünschte Axialeinstellungslage versetzt werden kann, in welcher die Druckplatten der Walze genau fluchtend mit den entspre­ chenden Druckplatten der übrigen Walzen der Maschine liegen. Die axiale Versetzung des Schraubenelements 17 erfolgt in der in Fig. 1-4 veranschaulichten Ausführungs­ form, ohne daß die Mitnehmerhülse 16 axial verschoben wird. Die Keilwellenzähne 27 der Abdeckung 20 halten die Hülse 16 fest in der gegebenen Lage.

Wenn die Drehwinkellage der Walze 1 relativ zu einer gegebenen Lage verstellt werden soll, ohne daß gleich­ zeitig die Axiallage der Walze verändert wird, wird der Motor 32, der über das Getriebe 31 und das Zahnrad 29 die Abdeckung 20 in Rotation versetzt, entweder im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn gestartet. Diese Dreh­ bewegung der Abdeckung 20 wird über die Keilwelle 22 auf die Hülse 16 übertragen, welcher hierbei durch den Eingriff des Außengewindes 44 mit dem Innengewinde 43 eine axiale Bewegung längs der stationären Zwischenhülse 42 verliehen wird. Diese Axialbewegung der Hülse 16 wird über das Lager 14 und den Kragen 15 auf das fortlaufend sich drehende Hauptzahnrad 9 übertragen. Dadurch, daß die Zähne 11 dieses Zahnrads kegelförmig sind, bedeutet die axiale Ver­ setzung des Zahnrads, daß sich dieses gleichzeitig im Verhältnis zu seiner gegebenen Drehwinkellage dreht, was wiederum bedeutet, daß die Walze 1 über die Keilwelle 10 in eine veränderte, erwünschte Drehwinkellage gedreht wird. Mit anderen Worten kann die relative Drehwinkellage der einzelnen Walze verändert werden, so daß die Lage der Druckplatten längs der vorbei laufenden Papierbahn in Über­ einstimmung mit der Lage der Druckplatten der übrigen Walzen gebracht wird.

Aus dem obigen geht hervor, daß die Verstellungen der Axiallage bzw. Drehwinkellage der Walze unabhängig vonein­ ander durchgeführt werden können. Selbstverständlich können aber die beiden Verstellungen auch gleichzeitig oder zeit­ lich teilweise überlappend erfolgen.

Es wird jetzt auf Fig. 5, 6 und 7 verwiesen, von denen die beiden letztgenannten schematisch einen Anschlag­ mechanismus veranschaulichen, der den Hub der Mitnehmer­ hülse 16 begrenzt und die Endlagen der Hülse festlegt, um somit die Gefahr des Festkeilens der Hülse in einer dieser Endlagen zu beseitigen. In Verbindung mit der schematisch gezeigten Abdeckung 20 ist ein Zahnrad 51 angeordnet, dessen Zähne 52 mit den Zähnen der Abdeckung 20 in Eingriff stehen, jedoch nicht mit dem ebenfalls schematisch gezeig­ ten Zahnrad 29. Mit dem Zahnrad 51 sind zwei Arme 53, 54 starr verbunden und vorgesehen, mit einem an der Abdeckung 20 angeordneten mechanischen Anschlag 55, z. B. einem vor­ ragenden Zapfen, zusammenzuwirken. Fig. 6 zeigt den Mecha­ nismus in einer Ausgangslage, in welcher der erste Arm 53 gegen den Anschlag 55 anliegt und aus welcher sich die Ab­ deckung 20 nicht entgegen dem Uhrzeigersinn bewegen kann, indem der Zahneingriff zwischen der Abdeckung 20 und dem Zahnrad 51 in Kombination mit der festen Verbindung des Arms 53 mit dem Zahnrad 51 und der Anlage des Arms gegen den Anschlag 55 die Abdeckung 20 in der gegebenen Lage festhält. Von dieser Ausgangslage ist aber die Abdeckung 20 frei zum Drehen im Uhrzeigersinn, was durch die Drehung des Zahnrads 29 entgegen dem Uhrzeigersinn erzielt wird. Dadurch, daß die Abdeckung 20 einen erheblich größeren Durchmesser hat als das Zahnrad 51, wird sich das letztere mit höherer Geschwindigkeit drehen als die große Abdeckung 20, wenn diese Drehung eingeleitet wird, weshalb sich das freie Ende des Arms 53 mit wenigstens etwas höherer Tangentialge­ schwindigkeit bewegen wird als der Anschlag 55. Auf diese Art wird das freie Ende des Arms 53 vom Anschlag 55 ent­ fernt, so daß dieser bei der weiteren Drehung den Arm nicht berührt. Bei der weiteren Drehung der Abdeckung 20 um eine gewisse Anzahl Umdrehungen werden zwar die beiden Arme 53, 54 bei wiederholten Gelegenheiten innerhalb der kreis­ förmigen Bewegungsbahn des Anschlags 55 hineinbiegen, aber durch die richtige Wahl der Winkellagen der Arme 53, 54 am Zahnrad 51 relativ zu den Durchmessern der Abdeckung 20 und des Zahnrads 51 wird gewährleistet, daß die Arme nicht mit dem Anschlag in Berührung kommen, bevor die Abdeckung eine gewisse Anzahl Umdrehungen gemacht hat, beispielsweise 8-10 Umdrehungen, die einem geeigneten Hub der Mitnehmerhülse 16 entsprechen. Nach diesen Umdrehungen wird der andere Arm 54 gegen den Anschlag 55 in der in Fig. 7 gezeigten Weise an­ gelegt werden. In diesem Zustand ist keine weitere Drehung der Abdeckung im Uhrzeigersinn möglich. Mit anderen Worten hält die Abdeckung die Mitnehmerhülse 16 in einer erwünsch­ ten axialen Endlage an. Wenn die Hülse danach in Richtung ihrer entgegengesetzten Endlage zurückgeführt werden soll, wird die Abdeckung zum Drehen entgegen dem Uhrzeigersinn von der in Fig. 7 gezeigten Endlage gebracht, wobei das Zahnrad 51 zum Drehen im Uhrzeigersinn gebracht wird. Diese Drehbewegung kann aufrechterhalten werden, bis der Arm 53 wieder den Anschlag 55 in der Lage gemäß Fig. 6 trifft.

Der somit beschriebene Anschlagmechanismus gewähr­ leistet, daß die Mitnehmerhülse 16 in Endlagen angehalten wird, in denen einerseits das in Fig. 2 links gezeigte Ende der Hülse sich im Abstand vom Flansch 45 befindet und andererseits das rechte Ende im Abstand vom Gehäuse 38 ge­ halten wird. Auf diese Art wird die Gefahr beseitigt, daß die Hülse mit dem Flansch 45 bzw. dem Gehäuse 38 in Be­ rührung gebracht und dort von den Gewinden 18, 19 fest­ gekeilt wird.

Fig. 8-11 veranschaulichen eine Ausführungsform, bei der die Zahnräder 9a, 12a gerade Zähne 11a aufweisen, während die Keilwelle 10a kegelförmige oder bogenförmige Nuten und Federn aufweist. In dieser Ausführungsform ist inner­ halb der Mitnehmerhülse 16 eine axial bewegbare Zwischen­ hülse 56 (s. Fig. 9 und 11) angeordnet, die an einem Ende mit dem Grundteil 33′, d. h. mit dessen rohrförmigem Flansch 28, verbunden ist, und zwar über eine dritte Keilwelle 27, die eine axiale Versetzung, jedoch keine Drehung der Zwi­ schenhülse 56 gestattet. An dem Schraubenelementabschnitt ohne Gewinde ist ein ringförmiges Glied 58 ausgebildet, das in eine ebenfalls ringförmige Rille 59 an der Innenfläche der Zwischenhülse eingreift. In diesem Falle ist die Zwischenhülse 56 aus zwei Teilen 60, 61 zusammengesetzt, von denen der erstere an einem Ende ein mit Innengewinde versehenes Endloch aufweist, das eine mit Außengewinde versehene, den zweiten Teil bildende Muffe 61 aufnimmt, wobei die Rille 59 zwischen der Muffe 61 und einer radialen Ansatzfläche 62 des Teils 60 gebildet ist. Es ist zu be­ achten, daß die Zwischenhülse 56 keinen Gewindeeingriff mit dem Schraubenelement 17 hat. Dagegen ist die Zwischen­ hülse mit einem Außengewinde 44′ versehen, das mit einem entsprechenden Innengewinde 43′ an der Mitnehmerhülse 16 in Eingriff steht. Im übrigen ist die Mitnehmerhülse 16 in der oben beschriebenen Weise über den Verlängerungskragen 15 und das dazugehörige Axialkugellager 14 mit dem Zahnrad 9a verbunden. Ferner ist die Mitnehmerhülse 16 über die Keil­ welle 22 mit der Abdeckung 20 verbunden.

Bei der Ausführungsform in Fig. 8-11 wird der Sitz der Gewinde 18, 19 mittels eines speziellen, von der Zwischen­ hülse 56 getrennten Einstellglieds 63 in Form einer Platte mit Langlöchern 50′ für Befestigungsschrauben 46′ (s. Fig. 10) eingestellt.

Bei der in Fig. 8-11 gezeigten Ausführungsform wird das Zahnrad 9a dem Achszapfen 2 in dessen axialen Bewe­ gungen im Zusammenhang mit der axialen Versetzung des Schraubenelements 17 folgen (falls nur eine Seitenregister­ verstellung erwünscht ist). Dadurch, daß das Zahnrad 9a dem Achszapfen folgt, erfolgt keine Verstellung der rela­ tiven Drehwinkellage zwischen dem Zahnrad 9a und dem Achs­ zapfen 2. Erst durch Betätigung der als Betätigungsglied dienenden Abdeckung 20 wird eine Veränderung dieser rela­ tiven Drehwinkellage durchgeführt, und zwar dadurch, daß die Mitnehmerhülse 16 in der oben beschriebenen Weise infolge des Eingriffs zwischen den Gewinden 43′ und 44′ gezwungen wird, sich beim Drehen der Hülse axial zu be­ wegen, wodurch dem Zahnrad 9a über das Lager 14 und den Verlängerungskragen 15 eine axiale Bewegung relativ zum Achszapfen erteilt wird.

Die Vorteile der Erfindung sind offensichtlich. Da­ durch, daß die Mitnehmerhülse 16 von der zuverlässig ge­ lagerten Abdeckung 20 über die Keilwelle 22 in Rotation versetzt wird, wird auf die Keilwelle ein reines Drehmoment aufgebracht, das auf das Schraubenelement überhaupt keine Biegebeanspruchungen verursacht. Ferner ermöglicht die Axial­ lagerverbindung zwischen dem Schraubenelement und dem Achs­ zapfen dem letzteren, sich in radialer Rich­ tung zu bewegen, ohne auf das Schraubenelement radial ge­ richtete Kräfte aufzubringen. Es sei auch betont, daß die beschriebene Konstruktion kompakt ist und sich in einem sehr begrenzten Raum einbauen läßt, gleichzeitig wie ein­ fache und preiswerte Bestandteile verwendet werden, um das aufgestellte Ziel zu erreichen.

Denkbare Abänderungen der Erfindung

Es leuchtet ein, daß die Erfindung nicht auf die oben beschriebene, in den Zeichnungen dargestellte Ausführungs­ form begrenzt ist. Obwohl die Erfindung im Zusammenhang mit gerade einer Farbübertragwalze für eine Druckmaschine be­ schrieben worden ist, kann somit das erfindungsmäßige Stellglied auch zum Einstellen von anderen beliebigen Dreh­ elementen verwendet werden, bei denen hohe Anforderungen an die Präzision der Einstellung gestellt werden. Das vom Stellglied umfaßte Schraubenelement und Zahnrad zum An­ treiben der Abdeckung sowie die dazugehörigen Antriebs­ mittel in Form von Motoren und Getrieben sind zwar relativ zum jeweiligen festen Gestellteil durch eine gemeinsame Spitzenaufhängung angebracht, aber es ist an und für sich auch möglich, nur das Schraubenelement und die dazugehörige Antriebseinheit in einem beweglichen Teil anzubringen, während das Zahnrad 29 sowie die hierfür vorgesehene An­ triebseinheit im Gestellteil stationär angebracht sind. In diesem Falle ist das Zahnrad 29 mit leicht sphärisch ge­ schnittenen Zähnen unter Bildung einer sog. Bogenzahnkupp­ lung ausgeführt. In der Praxis ist jedoch die gezeigte Aus­ führungsform bevorzugt. Im Rahmen der Erfindung ist es an sich denkbar, die Abdeckung 20 in einer anderen Weise als mittels eines Zahnrads anzutreiben, beispielsweise mittels einer hin- und herbeweglichen, von einem Linearmotor ange­ triebenen Zahnstange oder alternativ sogar durch einen Zahnriementrieb. Im Rahmen der Erfindung ist es auch mög­ lich, andere Mittel zum Begrenzen des Hubs der Mitnehmer­ hülse zu verwenden als gerade der Mechanismus, der in Fig. 6 und 7 schematisch gezeigt ist, wobei diese Mittel direkt oder indirekt mit der Abdeckung verbunden sein können. Das einzig Wesentliche dabei ist, daß die Anzahl möglicher Um­ drehungen der Abdeckung begrenzt wird, um somit die Bewe­ gungsmöglichkeiten der Hülse derart zu begrenzen, daß die Hülse in ihren beiden Endlagen nicht mit dem festen Ge­ stellteil bzw. dem Axiallagergehäuse in Berührung kommt.

Claims (11)

1. Stellglied zum Einstellen von zumindest der rela­ tiven Drehwinkellage und der axialen Lage eines Drehele­ ments (1), z. B. einer Walze in einer Druckmaschine, um­ fassend einen im Verhältnis zu einem Maschinengestell (3) drehbaren Achszapfen (2), mit dem über eine Keilwelle (10) ein Zahnrad (9) verbunden ist, das mit einem antreibenden, stationären Zahnrad o. dgl. (12) in Eingriff steht und mit Mitteln verbunden ist, um bei axialer Versetzung desselben den Achszapfen zu drehen und somit die relative Drehwinkel­ lage des Drehelements zu verstellen, wobei gleichzeitig eine drehmomentübertragende Verbindung zwischen dem Zahnrad und dem Achszapfen aufrechterhalten wird, wobei das Stellglied ein zumindest ein Außengewinde (18) aufweisendes Schrau­ benelement (17) umfaßt, das drehbar ist und mit einem entsprechenden Innengewinde (19) in einem hauptsächlich stationären Halter (33′) in Eingriff steht, um beim Drehen im Verhältnis zum Innengewinde in axiale Bewegung versetzt zu werden, wodurch das Drehelement (1) in eine gewünschte Axialeinstellungslage versetzt wird, wobei das Schrauben­ element von einer Mitnehmerhülse (16) umschlossen ist, welche ein mit einem Außengewinde (44, 44′) in Eingriff stehendes Innengewinde (43, 43′) aufweist und mit einem Steuerglied (20) zusammenwirkt, das vorgesehen ist, einer­ seits die Hülse (16) aktiv zu drehen und somit diese in axiale Bewegung zu versetzen, wodurch die genannte axiale Versetzung des Zahnrads (9) erzielt wird, während die re­ lative Drehwinkellage des Drehelements verstellt wird, und andererseits die Hülse (16) in einer gegebenen Drehwinkel­ lage festzuhalten, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Steuerglied eine das Schraubenelement (17) umschließende Abdeckung oder ein als Abdeckung ge­ formter Teil (20) ist, der einen mit einem falls erforder­ lich betätigbaren Antriebsglied, z. B. einem Zahnrad (29), in Eingriff stehenden Zahnkranz (21) aufweist und über eine zweite Keilwelle (22) mit der Mitnehmerhülse (16) in Ver­ bindung steht, wobei die Abdeckung (20) im Verhältnis zum genannten festen Halter (33′) über ein Lager (23) drehbar ist, das zur Aufnahme jeder auf die Abdeckung aufgebrachten Seiten- oder Radialkraft vorgesehen ist und somit gewähr­ leistet, daß auf die Mitnehmerhülse beim Drehen nur ein reines Drehmoment aufgebracht wird.

2. Stellglied nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich der Zahnkranz (21) der Ab­ deckung (20) und das genannte Lager (23) in einer gemein­ samen, quer zur Drehachse (8) des Schraubenelements erstreckenden Ebene befinden.

3. Stellglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abdeckung (20) teils einen ersten ringförmigen Scheibenteil (24), an dessen Außenumfang der Zahnkranz (21) angeordnet und innerhalb dessen das Lager (23) angebracht ist, teils einen zweiten, durch einen hauptsächlich rohrförmigen Flansch (26) mit dem ersten Scheibenteil (24) verbundenen, ringförmigen Schei­ benteil (25) umfaßt, der von dem ersten Scheibenteil (24) axial getrennt ist und an einer Innenkante Zähne (27) auf­ weist, die in entsprechende axiale Rillen in der Mitnehmer­ hülse (16) eingreifen, wodurch die genannte zweite Keil­ welle (22) gebildet wird.

4. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (23) an einem rohrförmigen Flansch (28) angeordnet ist, der axial über eine Innenseite des festen Halters (33′) hinaus­ ragt.

5. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebs­ glied zum Drehen der Abdeckung (20) ein durch einen Motor (32), eventuell über ein Getriebe (31), angetriebenes Zahn­ rad (29) ist, das mit dem Zahnkranz (21) der Abdeckung in Eingriff steht.

6. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrauben­ element (17) durch einen Motor (34) und ein Getriebe (33) mit hohem Übersetzungsverhältnis drehbar ist.

7. Stellglied nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß nicht nur das Schrauben­ element (17), der jeweilige Motor (34) und das jeweilige Getriebe (33) sondern auch das Zahnrad (29) mit Motor und/oder Getriebe in einem festen Gestellteil (5) durch eine Spitzenaufhängung (7, 7′) angebracht sind, die eine gewisse Schwenkung der genannten Teile im Verhältnis zum Gestellteil gestattet, um beim Schwenken des Drehelements (1) im Verhältnis zum dazugehörigen Maschinengestell (3) Bewegbarkeit der Teile zu gestatten.

8. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schrauben­ element (17) mit dem Achszapfen (2) des Drehelements über eine quer zum Schraubenelement sich erstreckende Scheibe (35) verbunden ist, gegen deren beide entgegengesetzte Seiten zwei Axiallager (37, 37′) anliegen, welche in einem an einer Stirnfläche (2′) des Achszapfens (2) befestigten Gehäuse (38) angebracht sind, wobei das Gehäuse im Bereich außerhalb der Scheibe einen größeren Durchmesser aufweist als die Scheibe, um radiale Bewegungen des Achszapfens und des Gehäuses relativ zum Schraubenelement zu gestatten, ohne auf das Schraubenelement Radialkräfte aufzubringen.

9. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Mitnehmerhülse (16) eine Zwischenhülse (56) angeordnet ist, die teils mit dem Halter (6) über eine dritte, axiale Ver­ setzung, jedoch keine Drehung der Zwischenhülse gestattende Keilwelle (57), teils mit dem Schraubenelement (17) über ein Glied (58) verbunden ist, das gewährleistet, daß die Zwischenhülse (56) den axialen Bewegungen des Schrauben­ elements (17) folgt, und daß die Zwischenhülse (56) ein Außengewinde (44′) aufweist, das mit dem Innengewinde (43′) der Mitnehmerhülse (16) in Eingriff steht.

10. Stellglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel mit der Abdeckung (20) verbunden sind, welche die Anzahl möglicher Umdrehungen der Abdeckung begrenzen und somit indirekt den Hub der Mitnehmerhülse (16) begrenzen.

11. Stellglied nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die genannten Mittel ein mit dem Zahnkranz (21) der Abdeckung im Eingriff stehendes Zwischenzahnrad (51) umfassen, mit dem zwei radial über den Außenumfang dieses Rads hinausragende Arme (53, 54) starr verbunden sind, die zur Anlage gegen einen an der Abdeckung angebrachten Anschlag (55), z. B. einen Zapfen, vorgesehen sind, wobei die Berührung der Arme (53, 54) mit dem An­ schlag (55) die äußeren und inneren Endlagen der Mit­ nehmerhülse (16) längs des Schraubenelements (17) festlegt.